偏低风速风力发电系统的研制应用

给出了吉林低风速风力发电系统的研制现状。     

用解析法建立斜轴式风力机气动模型

应用数学解析方法讨论了斜轴式风力机的风能接收情况。并根据动量－叶素理论推演出了斜轴式风力机的简化气动模型。该模型的建立，为斜轴风力机的性能计算及其优化设计提供了有益的参考。运用该模型也可以计算水平轴风力机侧偏限速时的性能。     

联合条件下风力发电风速预测

风速性质直接影响风力发电的功率,确定性预测在很多方面无法满足当前需要,而概率性预测比较符合实际,具有更强的实用性.采用以当前时段实测风速和下一时段预报风速为联合条件的离散预报误差概率统计模型(forecast error probability distribution,FEPD),从而预测短时(功率预测前几小时)风速,通过得到风速数据,在短时时段覆盖内,就能够预测风力发电的功率.实例证明,以风速为基础从而预测风力发电功率是一种有效的方法.     

Gumbel模型中高值记录对设计风速影响

我国现行规范采用极值I型Gumbel分布作为各地区概率统计的线型,但Gumbel模型却有着样本不全等先天缺陷。根据澳大利亚某地区的实测风速记录在原样本和去掉一个高值记录的情况下分别计算出设计风速,通过对比发现:当模型样本中突然增加非常少量的高值数据的时候,所得到的设计风速结果表现出了很大的不稳定性。     

基于时间序列法的短期风速建模

短期风速预测是风电场监控系统中的重要一环。因风速序列本身已经具有时序性和自相关性,基于时间序列分析法建立了风电场风速短期预测模型,并结合实例阐述了时间序列法在这一领域的适用性,分析结果表明,所建模型具有一定的实用价值。     

内陆高山微地形区风速分布特征及其经验模型研究

特高压线路建设过程中的风偏设计参数主要依据以往标准;但以往标准并未就线路途经微地形、微气候的情况进行深入探讨,从而留下了安全隐患。为此研究了微地形条件下的风速分布特征,提出了内陆高山微地形下的风场模型;包括风速概率分布以及极值风速重现期。根据河南省电力公司尖山试验基地特高压真型试验塔的风速数据,分析了该模型的有效性与一年中不同时间段风速分布的变化,建立了尖山山区微地形下风加速模型。研究表明广义极大值模型在描述内陆高山风场特征方面效果最好,内陆高山风速随高度变化呈幂指数关系,微地形影响下风速放大比例最高可达30%。研究发现夏季时风速整体偏大,因此线路运行过程中应当更注意夏季时的风偏防范工作。     

考虑风速的沙漠化及其逆转与尖点突变模型的耦合

本文提出了Ｖ＾２＋１６Ｐ＝０的分支集方程，由该方程建立考虑风速的沙漠化及其逆转的尖点突变模型，并用沙坡头人工植被的抗风力和沙坡头沙样含水量变化的风洞实验资料对该模型进行了解释，说明该模型适用于对土壤风蚀和土地沙漠化程度的预判断。     

风电机组试验台的设计与改造

风电产品质量是关乎风机企业生存发展的重要因素,为了避免质量问题导致二次吊装,必须对风电机组进行工厂测试和功率试验。因此,搭建一个功能完善、操作便捷、安全可靠的风机试验台已成为工厂建设的首要任务。该文根据2.0MW风机试验台的两次项目实施方案和经验,对试验台的结构进行简要介绍,并论述了改进方案和改进效果。     

基于卡尔曼滤波的迟滞神经网络风速序列预测

通过将迟滞特性引入神经元激励函数的方式,构造了一种前向型迟滞神经网络模型.结合卡尔曼滤波方法,将其应用于风速时间序列的预测分析中.在原始风速时间序列的基础上,构造出风速变化率序列.采用迟滞神经网络分别对两种序列进行预测分析,并将预测结果利用卡尔曼滤波方法进行融合,从而得到最优预测估计结果.仿真实验结果表明,迟滞神经网络具有更加灵活的网络结构,能够有效改善网络的泛化能力,预测性能优于传统神经网络.采用卡尔曼滤波方法对预测结果进行融合后能够进一步提高预测精度,降低预测误差.     

风力发电节能技术的状况分析

本文介绍了国内外风力发电产业发展概况,从风力资源、电网情况、制造能力、公众环保意识等方面指出了影响我国风电产业的主要因素,并提出了相关的解决办法。     

风速对小型旋翼无人机螺旋桨的影响分析

为研究风速对小型旋翼无人机的气动特性的影响,在中国民航大学风洞试验室模拟不同来流下无人机的飞行状态,通过动力测试系统测量螺旋桨的拉力、扭矩、系统效率、桨力效等参数,并分析了风速对螺旋桨性能参数的影响。并进行了计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟,计算了T-MOTOR直径558 mm的碳纤维螺旋桨,并与试验结果进行对比验证模型的有效性。通过试验与数值模拟分析风速影响下小型旋翼螺旋桨不同风速与不同转速的参数变化。结果表明,数值模拟与风洞试验具有一致性,其中扭矩误差在5%以内,拉力误差在13%以内,且风速对小型旋翼无人机动力系统参数具有极大的影响,对无人机飞行的安全性具有严重的威胁。通过研究可为小型旋翼无人机的优化与风速对适航安全提供参考。     

变风速下风力机叶片载荷特性研究

根据风力机的气动理论,并考虑风切变和风力机结构、几何参数的影响,建立了风力机叶片的气动载荷计算模型。以基本风速、渐变风速、阵风风速和脉动风速4种风速类型建立了变风速模型,并应用于叶片载荷计算模型,实现变风速下的叶片气动载荷的计算。以某MW级风力机为对象,给出了数值计算流程并进行了实例计算,结果显示:风力机叶片的气动载荷主要分布在叶片的中段和叶尖,且载荷大小随风速起伏变化,叶根的气动载荷随风速变化的趋势不明显,风速较大时,叶片上的载荷波动较为显著。结果可为叶片的结构设计和动力学分析提供参考。     

风力机工作原理及其空气动力学理论计算

本文主要介绍了当前国内外风力机的种类,在此基础上阐述了风力机的工作原理及其相关的空气动力学理论计算。     

应用WRF模型模拟分析风力发电场风速

风能的规划和设计中需要比较准确地确定所选厂址区域的风力资源分布,要有先进而准确的分析手段.论文选用美国WRF中尺度模式,分别选用4种不同的陆面过程方案（SLAB、Noah、RUC和Pleim-Xiu）,对2008年6月16日08：00至6月23日08：00（北京时间）贵州乌江源地区某风电场区域进行水平分辨率1,km的数值模拟,对比分析了近地面风场以及4种陆面过程对模拟结果的影响.结果发现：WRF模式较好地模拟出了该区域近地面风场的变化特征.Noah方案模拟的风速最大值与实际测站的风速最大值较接近;SLAB方案与Noah方案模拟的7,d的风功率密度更接近实际测站的风功率密度.可见,WRF模式能够较好地反映该区域的近地面风场情况,且模拟结果受到地形及地表粗糙度的影响较大.     

风电齿轮箱传动系统的动力学建模

由于风速的随机性特点,使得风电齿轮箱长期处于较为复杂的变载荷作用下而产生振动,这些振动将会引起齿轮箱内部结构的损坏.为了更好地对齿轮箱进行动力学分析,将风电齿轮箱传动系统分解为三级齿轮传动,采用集中质量法,在直齿轮、斜齿轮和行星齿轮动力学模型的基础上,建立了整个齿轮箱传动系统的动力学模型;并在考虑齿轮啮合刚度、啮合阻尼、啮合误差、偏心量、弯扭耦合、自身重力以及支撑轴承等因素的共同作用下,利用拉格朗日方程推导了整个传动系统的动力学方程.为今后分析兆瓦级风电齿轮箱传动系统的固有特性、动态响应等动力学特性奠定了一定的基础.     

双馈风力发电机组仿真装置研究

以某风电场2 MW风力发电机组为仿真对象,对风力发电机进行结构分析,并采用模块化建模方法分别建立风速模型、风机模型、传动模型、电机模型和控制模型,给出了相应的数学模型.在南京工程学院JSCC仿真支撑系统下,用Fortran语言编写了仿真算法并建立全范围风力发电机组仿真模型.根据该风电场典型工况进行模拟计算,模拟风速从8 m/s至20 m/s变化时风电机组系统的变化动态特性,模拟结果表明所建立仿真模型能够反应实际机组的动态特性,系统能够满足风电场运行人员培训及风电系统优化等要求.     

基于ARIMA模型的风电场短期风速预测

目前,风力发电的并网规模越来越大,但是鉴于风力发电特有的间歇性和随机性的特点,难免会对电力系统的稳定运行和电能质量造成巨大影响,也就限制了风电的发展速度与规模。对风力发电场的风速进行中、长、短期的预测可以在一定程度上有效的解决该问题,依据风速序列的自相关性以及时序性,本文提出了一种基于时间序列分析的风电场短期风速预测ARIMA模型,重点讨论了建模的过程、模型的识别、模型的定阶和模型参数的估计。最后结合风电场实际,对比于持续法预测给出了相应的预测结果和误差分析,验证了所提出的ARIMA模型用于风电场风速预测的可行性。     

风电机组风洞测试的阻塞效应分析

风洞测试具有方便、快捷和高效的优势,在风电机组输出功率特性测试中应用较多。测试风轮直径较大时,由于存在风洞堵塞效应,会对测试结果造成影响。以300 W风电机组作为研究对象,分别采用风洞测试和车载测试进行输出功率特性测试。测试过程采用负载法,分别以电阻和蓄电池作为负载进行测试。在风洞截面为3m×3m的试验段中测试,机组空载启动风速为4.3m/s~4.8m/s,以电阻为负载时的额定风速为6.2 m/s;在车载测试中,机组空载启动风速为5.7m/s~6.2m/s,以电阻为负载时的额定风速为8.1 m/s。风洞测试比车载测试的启动风速低1.4 m/s,占车载测试启动风速的24.6 %,比车载测试额定风速低1.9 m/s,占车载测试额定风速的23.5 %。风轮直径2.3 m,其扫掠面积占风洞试验段截面面积的46.2 %,风洞的堵塞效应较大,致风洞测试数据与车载测试数据相差较大,因此风洞测试后需要修正。     

变转速风力机全系统性能分析

研究了变转速风力机整个运行过程的仿真分析方法,得到了在不同风速下功率、转速、主要载荷等各种性能的稳态变化曲线.引入控制模型实现对变转速风力机功率与转速的控制,所采用的整机模型考虑了各种误差修正,具有较高的可靠性.集成以上模型开发了计算软件,计算结果与国外大型商业软件进行对比,取得了良好的一致性.